九天雁翎的博客
如果你想在软件业获得成功,就使用你知道的最强大的语言,用它解决你知道的最难的问题,并且等待竞争对手的经理做出自甘平庸的选择。 -- Paul Graham

几种交换方式与参数传递方式效率的比较,发现STL最慢

/*Copyright (c) 2007,九天雁翎

* All rights reserved.

* 几种交换方式与参数传递方式效率的比较

* 完成日期:2007年7月7日*/

#include "stdafx.h"

#include "myself.h"

#include <iostream>

#include <utility>

using namespace std;

const int RUNTIME = 1e5;

void swap1(int &v1, int &v2);

void swap2(int &v1, int &v2);

void swap3(int *p1, int *p2);

 

int main()

{

    int v1 = 10000;

    int v2 = 20000;

    double t1 = myself::getTime();

    for (int i = 0; i < RUNTIME; ++i)

    {

       swap1(v1,v2);

    }

    double t2 = myself::getTime() - t1;

    cout <<v1 <<'/t' <<v2 <<endl;

    cout <<"Reference pass parameter and bit^ way used time: "<<t2 <<endl;

 

    t1 = myself::getTime();

    for (int i = 0; i < RUNTIME; ++i)

    {

       swap2(v1,v2);

    }

    t2 = myself::getTime() - t1;

    cout <<v1 <<'/t' <<v2 <<endl;

    cout <<"Reference pass parameter way used time: "<<t2 <<endl;

 

    t1 = myself::getTime();

    for (int i = 0; i < RUNTIME; ++i)

    {

       swap3(&v1,&v2);

    }

    t2 = myself::getTime() - t1;

    cout <<v1 <<'/t' <<v2 <<endl;

    cout <<"Point pass parameter way used time:" <<t2 <<endl;

 

    for (int i = 0; i < RUNTIME; ++i)

    {

       swap(v1,v2);

    }

    t2 = myself::getTime() - t1;

    cout <<v1 <<'/t' <<v2 <<endl;

    cout <<"STL way used time: " <<t2 <<endl;

 

    return 0;

}

void swap1(int &v1, int &v2)

{

    v1 = v1^v2;

    v2 = v1^v2;

    v1 = v1^v2;

}

 

void swap2(int &v1, int &v2)

{

    int temp = v1;

    v1 = v2;

    v2 = temp;

}

 

void swap3(int *p1, int *p2)

{

    int temp = *p1;

    *p1 = *p2;

    *p2 = temp;

}

 

结果是,指针效率一般最快,STL最慢,按位或没有效率优势,你可以改变RUNTIME去试试不同结果

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郁闷的要死,因为用中文注释,带来了无穷的痛苦

本来用中文注释是没有任何关系的应该,别人看也 容易明白,我自己看也容易明白,但是却常常在VC中产生很多莫名的错误,最让人受不了的是经常因为忘了关输入法,然后导致用的标点VC识别不了,这类错误自己几乎难以用初始的检查发现,而且一旦出现错误,很可能就是一大片的报错,改都改不过来,虽然我英文也许不能太准确的表达我的意思,我决定以后再写程序的时候一律用英文注释,以避免这种让人痛苦的行为,不要说我抛弃母语啊,为什么电脑是用英语的国家发明的?郁闷! 连在CSDN上写文章的TAG用中文都会遇到这种情况。。。。郁闷!不要和我说把中文输入法的标点也弄成半角的就好了,我要是常常能记得那么多,那就好了................

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我自己学习C++编写的常用函数,类,模版 最近修改日期:2008年3月26日


鉴于个人习惯,将所有的文件都放到了jtianling目录下,一般的函数放到jtianling.hjtianling.cpp中,其他的分类按文件放置,这样要包含文件就需要用include jtianling/jtianling.h形式包含,而且要在设置里面将jtianling这个目录包含进去

 

 

jtianling.h

———————————————————————————————

//-------Created By 九天雁翎(jtianling) Email:jtianling@gmail.com

//-------最后修改时间:3.26

//这个小库为了方便,特化了mapmultimap所以包含进了<map>

//因为需要string和算法,包含了<algorithm>,<string>

//做这个库的目的本来就是简化一些学习C++的过程

//所以至于效率和文件的大小都没有那么太在乎了,毕竟不是工业级的应用:)

//最近在其中加入了算法效率比较的函数和随机数组创建函数

#ifndef JTIANLING_H

#define JTIANLING_H

 

#include <iostream>

#include <algorithm>

#include <string>

#include <map>

#include <vector>

 

namespace jtianling

{

//容器输出部分

 

//以容器为输入的简化函数,第二参数为前置的string,默认为空

   template <typename T>

   void PrintCon(const T &orig, const std::string &str = "")

   {

      std::cout << str;

      typename T::const_iterator it;

      for(it = orig.begin(); it != orig.end(); ++it)

      {

         std::cout << *it <<" ";

      }

      std::cout << std::endl;

   }

 

//特化mapmultimap的模板,因为map,multimap的迭代器调用与一般容器有所不同

   template<typename T1, typename T2>

   void PrintCon(const std::map<T1, T2> &origMap,

                const std::string &str = "")

   {

      std::cout << str;

      typename std::map<T1, T2>::const_iterator it;

      for(it = origMap.begin(); it != origMap.end(); ++it)

      {

         std::cout << it->first << ":" << it->second << ";  ";

      }

      std::cout << std::endl;

   }

 

   template<typename T1, typename T2>

   void PrintCon(const std::multimap<T1, T2> &origMultimap,

                const std::string str = "")

   {

      std::cout << str;

      typename std::multimap<T1, T2>::const_iterator it;

      for(it = origMultimap.begin(); it != origMultimap.end(); ++it)

      {

         std::cout << it->first << ":" << it->second << ";  ";

      }

      std::cout << std::endl;

   }

 

//以参数数量不同,重载容器输出函数,以迭代器为输入,方便输出容器的一部份甚至数组,

//第三参数为前置的string,默认为空,因为输出部分map,multimap个人较少用到,所以不特

//化了,有需要的可以自己仿照特化响应模板

   template <typename Iter>

   void PrintCon(Iter itBegin, Iter itEnd, const std::string &str = "")

   {

      std::cout << str;

      for( NULL; itBegin != itEnd; ++itBegin)

      {

         std::cout << *itBegin << " ";

      }

      std::cout << std::endl;

   }

 

 

//-------------------------------------------------------------------

//时间获取部分

   double GetTime(); //使用高精度计时器

 

   //因为这里主要是比较不同算法的实现,所以这里不区分算法及其实现,都称为算法

   //比较算法的函数,其中算法函数的参数为数组(array)和整数(int)

   //简写为AI,为了防止混乱,这里我没有使用函数的重载

   //准备以后有新的不同参数的算法时再加入新的比较函数

   //方便最后查看对比我没有使用常规的屏幕输出而是输出到文件

   //输出文件名为CompareAlogorithmAIResult.txt

   //而且此文件可以用Excel打开,比较清晰,方便保存

   //比较函数的参数解释如下:

   //第一参数:各算法的用vector<>表示的函数指针数组

   //第二参数:vector<int>表示的一系列算法函数第二参数,用以做算法增长比较

   //主要注意的是,这里的第二参数实际也是算法函数第一参数数组的大小

   typedef void (*pfAI)(int [], int);

   void CompareAlgorithmAI(const std::vector<pfAI> &pfAIVec,const std::vector<int>& vec);

 

 

   //比较算法的函数,其中算法函数的参数为整数(int)

   //简写为I,方便最后查看对比我没有使用常规的屏幕输出而是输出到文件

   //输出文件名为CompareAlogrithmIResult.txt

   //而且此文件可以用Excel打开,比较清晰,方便保存

   //比较函数的参数解释如下:

   //第一参数:各算法的用vector<>表示的函数指针数组,

   //第二参数:vector<int>表示的一系列算法函数第二参数,用以做算法增长比较

   typedef void (*pfI)(int);

   void CompareAlgorithmI(const std::vector<pfI> &pfIVec,const std::vector<int>& vec);

 

}//end of jtianling namespace

#endif

 

jtianling.cpp

//-------Created By 九天雁翎(jtianling) Email:jtianling@gmail.com

//-------最后修改时间:.3.26

 

#include "jtianling.h"

#include <iomanip>

#include <fstream>

#include "windows.h"

namespace jtianling

{

   double GetTime() //使用高精度计时器

   {     

       static LARGE_INTEGER s_freq;

       LARGE_INTEGER performanceCount;

       double t;

       if (s_freq.QuadPart==0)

       {

              if ( !QueryPerformanceFrequency( &s_freq))

                     return 0;

       }

      

       QueryPerformanceCounter( &performanceCount );

       t=(double)performanceCount.QuadPart / (double)s_freq.QuadPart;

       return t;

   }

 

   //因为这里主要是比较不同算法的实现,所以这里不区分算法及其实现,都称为算法

   //比较算法的函数,其中算法函数的参数为数组(array)和整数(int)

   //简写为AI,为了防止混乱,这里我没有使用函数的重载

   //准备以后有新的不同参数的算法时再加入新的比较函数

   //比较函数的参数解释如下:

   //第一参数:各算法的用vector<>表示的函数指针数组

   //第二参数:vector<int>表示的一系列算法函数第二参数,用以做算法增长比较

   //主要注意的是,这里的第二参数实际也是算法函数第一参数数组的大小

   void CompareAlgorithmAI(const std::vector<pfAI> &pfAIVec,const std::vector<int>& vec)

   {

      double timeInAll = GetTime();  //这里保存所有比较花费的时间

      std::ofstream out("CompareAlogrithmAIResult.txt");//将结果保存在这里

     

      //在文件中输入第一行

      out <<"parameter" <<'/t';

      for(int i=0; i<pfAIVec.size(); ++i)

      {

         out <<"Algorithm " <<i+1 <<'/t';

      }

      out <<std::endl <<std::setprecision(4) <<std::scientific;

     

      double timeTaken;  //每个算法一次消耗的时间

 

      //以算法参数的数组个数为循环条件,每个数值让各个算法分别调用

      for(int i=0; i<vec.size(); ++i)

      {

         out <<vec[i] <<'/t';

         int *arr = new int[ vec[i] ];  //每次动态生成一个数组

         for(int j=0; j<pfAIVec.size(); ++j)

         {

           

            timeTaken = GetTime();

            pfAIVec[j](arr, vec[i]); //实际调用不同算法

            timeTaken = GetTime() - timeTaken;

            out <<timeTaken <<'/t';

         }

         delete []arr;   //删除arr,因为只考察算法的效率,所以根本不关心结果

                      //至于各算法是否正确由调用者保证

         out<<std::endl;

      }

      timeInAll = GetTime() - timeInAll;

      out <<"Compared time in all: " <<timeInAll <<std::endl;

   }

 

   void CompareAlgorithmI(const std::vector<pfI> &pfIVec,const std::vector<int>& vec)

   {

      double timeInAll = GetTime();  //这里保存所有比较花费的时间

      std::ofstream out("CompareAlogrithmIResult.txt");//将结果保存在这里

     

      //在文件中输入第一行

      out <<"parameter" <<'/t';

      for(int i=0; i<pfIVec.size(); ++i)

      {

         out <<"Algorithm " <<i+1 <<'/t';

      }

      out <<std::endl <<std::setprecision(4) <<std::scientific;

     

      double timeTaken;  //每个算法一次消耗的时间

 

      //以算法参数的数组个数为循环条件,每个数值让各个算法分别调用

      for(int i=0; i<vec.size(); ++i)

      {

         out <<vec[i] <<'/t';

         for(int j=0; j<pfIVec.size(); ++j)

         {

            timeTaken = GetTime();

            pfIVec[j](vec[i]); //实际调用不同算法

            timeTaken = GetTime() - timeTaken;

            out <<timeTaken <<'/t';

         }

         out<<std::endl;

      }

      timeInAll = GetTime() - timeInAll;

      out <<"Compared time in all: " <<timeInAll <<std::endl;

   }

}

 

 

rand.h

 

//-------Created By 九天雁翎(jtianling) Email:jtianling@gmail.com

//-------最后修改时间:.3.26

 

 

#ifndef RAND_H

#define RAND_H

 

namespace jtianling

{

   //还是需要自己设定种子,此函数只保证范围

   //此算法生成从lowBorderhighBorder的随机数,而且包括边界lowBorder,highBorder.

   //lowBorder=<n<=highBorder

   int RandIntInRange(int lowBorder, int highBorder);

 

   //算法描述如<<Data Structures and Algorithm Analysis in C++>>

   //By Mark Allen Weiss 题目.8算法所示,根据习惯,不对outArray[]的大小做任何检验,

   //调用此函数的人应该确保这一点,outArray的大小大于等于numOfArray

   //此算法的用途是高效地产生一个不重复的随机序列

   //且此序列正好包括(1,numOfArray)中所有自然数

   void RandArrayNoRepeatInN(int outArray[], int numOfArray);

 

   //此算法产生随机的不重复的数组,数组大小为N

   //利用set容器的特性来保证没有重复,因为set容器的查找远快于一个一个查找

   //所以此方法比<<Data Structures and Algorithm Analysis in C++>>

   //By Mark Allen Weiss 题目.8算法所示算法快,而且增长慢很多

   void RandArrayNoRepeat(int outArray[], int numOfArray);

 

   //产生一个的随机序列且此序列的数值只在(1,numOfArray)

   void RandArrayInN(int outArray[], int numOfArray);

 

   //产生一个随机的序列,且序列的值为完全随机,序列的大小由numOfArray指定

   void RandArray(int outArray[], int numOfArray);

 

}//end of namespace jtianling

 

 

 

rand.cpp

 

//-------Created By 九天雁翎(jtianling) Email:jtianling@gmail.com

//-------最后修改时间:.3.28

#include "rand.h"

#include <cstdlib>

#include <ctime>

#include <algorithm>

#include <set>

 

namespace jtianling

{

   //此算法生成从ij的随机数,而且包括边界i,j.i=<n<=j

   int RandIntInRange(int i, int j)

   {

         //确保i<j,不然就交换

      if(i > j)

      {

         int temp = i;

         i = j;

         j = temp;

      }

      //确保范围正确

      return rand()%(j-i+1) + i;

   }

 

 

   //算法描述如<<Data Structures and Algorithm Analysis in C++>>

   //By Mark Allen Weiss 题目.8算法所示,根据习惯,不对arr[]的大小做任何检验,

   //调用此函数的人应该确保这一点,arr的大小大于等于n

   //此算法的用途是高效地产生一个不重复的随机序列

   //且此序列正好包括(1,n)中所有自然数

   void RandArrayNoRepeatInN(int arr[], int n)

   {

      srand(time(NULL) );

      for(int i=0; i<n; ++i)

      {

         arr[i] = i + 1;

      }

      for(int i=0; i<n; ++i)

      {

         std::swap(arr[i], arr[RandIntInRange(0, i)] );

      }

   }

 

   //此算法产生随机的不重复的数组,数组大小为N

   //利用set容器的特性来保证没有重复,因为set容器的查找远快于一个一个查找

   //所以此方法比<<Data Structures and Algorithm Analysis in C++>>

   //By Mark Allen Weiss 题目.8算法所示算法快,而且增长慢很多

   void RandArrayNoRepeat(int arr[], int n)

   {

      srand(time(NULL) );

 

 

      std::set<int> intSet;

      int temp;

      for(int i=0; i<n; ++i)

      {

 

         while(true)

         {

            temp = rand();

            if(!intSet.count(temp))

            {

                arr[i] = temp;

                intSet.insert(temp);

                break;

            }

         }

      }

      PrintCon(arr, arr+n);

 

   }

 

   //产生一个的随机序列且此序列的数值只在(1,n),序列的大小由n指定

   void RandArrayInN(int arr[], int n)

   {

      srand(time(NULL) );

      for(int i=0; i<n; ++i)

      {

         arr[i] = RandIntInRange(0, n);

      }

   }

 

   //产生一个随机的序列,且序列的值为完全随机,序列的大小由n指定

   void RandArray(int arr[], int n)

   {

      srand(time(NULL) );

      for(int i=0; i<n; ++i)

      {

         arr[i] = rand();

      }

   }

 

 

}//end of namespace jtianling

 

 

 

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可恶的Cpp(c语言预处理器),windows.h,导致程序莫名错误

                                       而且,我还持有这样的观点,

Cpp必须被摧毁

---Bjarne Stroustrup

全世界有经验的程序员都教导我们,应该多用C++中的特性,不要再停留在C语言中某些特别容易导致错误的旧特性,其中,预处理就是特别典型的一个,D&EBjarne Stroustrup详细解释了他为预处理提供的各个替代措施,但是,偏偏就是有人这么无聊,就是还喜欢用!比如windows.h中,一个特别特别无稽的使用宏去定义max(),min(),用宏就算了,竟然全部用的都是小写!我简直想拆了微软!因为很明显这样做是非常愚蠢的!比如下面这样一个简单的利用例子,因为包含了windows.h而无法运行。

#include <iostream>

#include <windows.h>

    template<typename T>

    class Type

    {

    public:

       static void print()

       {

           std::cout<< "sizeof(" << typeid(T).name() << ") = "

              << sizeof(T) <<" and its range is ("

              << std::numeric_limits<T>::min() <<", "

              << std::numeric_limits<T>::max() << ")"<< std::endl;

       }

    };

 

不要问我为什么要包含windows.h,因为这个程序下面要用到啊,这么简单的程序,因为windows.h而不能使用,我是该怪Dennis M.Ritchie设计C预处理,还是怪Bjarne Stroustrup竟然在C++保留了这些,还是怪微软呢?这几乎是windows下编程(自然需要windows.h啊)与C++之间的矛盾啊!

另外,这时,我不得不

#ifdef max     //因为windows.h里面竟然定义了max,min的宏

#undef max     //导致我不得不这样先让他们失效

#endif

#ifdef min

#undef min

#endif

// 木及其郁闷阿

 

 

  

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关于容器输出的进一步优化

以前我讨论过了在自己学习过程中经常要用到的一个特性,就是容器的输出问题,总感觉不是太方便,在学习过程中用的又非常多,我曾经在《学了模板再来看容器输出的简化》 中已经把他处理的很简单了,不过最近看了 TC++PL受了点启发,又将程序进一步改进,主要的好处是更符合标准库容器的使用习惯,以首尾两个迭代器为输入,而且对普通的数组也可以使用,这样最大的方便之处在于可以接受一个范围的输出了。不过比起以前那种直接传递容器的引用来说,普通的输出整个容器使用上还是复杂一点。

原程序如下:

    template <typename T>

    void printCon(T begin, T last)  //改进后

    {

       for(; begin != last; ++begin)

           cout<<*begin<<" ";

       cout<<endl;

    }


一个使用的例子:

using namespace std;

int main()

{

    char cstr[4] = {'a', 'b', 'c', 'd'};

    vector<char> cvec(5, 'a');

    //I put printCon in the namespace of myself

    myself::printCon(cstr, cstr+4);

 myself::printCon(cvec.begin(), cvec.end() );

    return 0;

}

 

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和实现有关的各类型大小简易输出模版

/*Copyright (c) 2007,九天雁翎

* All rights reserved.

* 和机器有关的类型大小简易输出模版

* 完成日期:年月日*/

#include "stdafx.h"

#include <iostream>

#include <typeinfo>

#include <limits>

template<typename T>

class Type

{

public:

    static void print()

    {

       std::cout<< "sizeof(" << typeid(T).name() << ") = "

           << sizeof(T) <<" and its range is ("

           << std::numeric_limits<T>::min() <<", "

           << std::numeric_limits<T>::max() << ")"<< std::endl;

    }

};

 

int main()

{

    Type<long long>::print();  //检查long long类型的大小及其范围

    return 0;

}

//在学习的过程中,及换到不同编译系统,不同电脑的时候都有所需要,

//虽然编写上的确没有什么技术含量。

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看了TCPL后,对C,C++书籍的一些想法

的确好久没有来写些什么新东西了,的确经常和同学们疯狂喝酒,彻夜狂欢似的K歌,没有那份清醒来完成什么新的东西,但是大整数基本有了个思路,而且最近回头去看了看TCPLK&D那本,感觉其实自己学C都有3年多了,虽然中间断断续续,个人感觉是同学们中间学的最好的,大一考试笔试只扣了2分,很早的就过了C二级,并且自己很喜欢用C解决一些实际的问题,比如物理实验的数据计算,本来N组数据的计算,同学们都辛苦的按着计算机,我通过C计算起来非常愉快,然后一批同学都最后借用我的电脑解决了问题:)很多个实验最后都这样。在学C++以前我一度还以为自己C基础算不错的了,虽然知道C基础并不一定对学习C++有太大用处。但是其实还是有很多盲点,因为我看得是我们学校自己编的C语言教材,说实话,那本教材我吃的很透,很多最小最小的练习,或者例题我都自己编写,调试过了。后来把谭浩强那本当作参考书,偶尔翻了翻,感觉也差不多。最近再翻阅TCPL,还是感叹自己的无知。。。。突然想起一个人说的,永远不要以为自己已经了解C++了,我现在觉得,以为自己了解C了这个问题也要想清楚。也知道了一本好书,真正是,要学习一样东西,最好就是看最好的书!不然,就算你把一本书看透了也没有达到应该的效果。举例子,都说C++ Primer通俗易懂,于是我在看过钱能的C++教材后(说实话,粗略的断断续续地看了看),开始看C++ Primer,我真的用了3个月,仔细地看,仔细地想,仔细地编写,调试。到最后,我发现,我了解得无非就是一堆C++语法的细节,(要承认,其中还是讲了一些编程的要点,可惜都是类似Effective C++的细节中的细节)而且仅仅是了解,比如最近很少用模版,感觉模版的一些细节又模糊了,什么特例普通函数的冲突啊 ·#%¥#……·其实我感觉,C++ Primer对语言不厌其烦的深入细节,让他成为了无可厚非的经典,不过是用来查阅的参考书经典,用来当入门的教材,不是太适合。要看就看一些最经典的,比如TC++PL,目前我的计划,就是把这本书啃了。其实,回忆起来,当垃圾书看多了后,再看经典,真有一种扑面而来的愉快。我初看C++ Primer 就是这样,当我看到TC++PL更是这样。让我们牢记,拒绝一般,只看经典!不然就只能看到那么多人抱怨的C++难学,因为走得是一条弯路。

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忽视的复杂性,关于C++中大整数的思考

原以为一个以前在C中轻易实现的猜数字游戏即便我加了一些奇怪的规则,还应该是非常简单就能实现的,但是,我忽略了C/C++ 中大整数带来的复杂性,的确,当整数范围超过long所能表示的范围以后,简单的四则运算或逻辑比较都是需要很复杂的代码才能实现。我在问题(3)就开始要解决一个这样的问题,似乎已经违背了我当初设想的从易到难写C++程序的目标了,但是,因为我对C++的了解程度,自然也很难真的说(或者对不同的人也不一样的)从易到难。但是因为太多方案在头脑中,所以先把问题提出来吧,假如有人来看,各取所需吧,我的解答自然不可能一下子出来,目前,我的想法是,实现一个稍微实用一点的大整数类库,以我的水平,自然不能多么完善,但希望这个类库能伴随我以后解决自己为自己提出的各种刁钻问题,目标自然很明确,让大整数的使用像内置类型一样!哪怕是多么大的天文数字!呵呵,目标而已,目标而已。

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